高三物理一轮复习 实验9 测定电源的电动势和内阻课件.ppt

第七章恒定电流 实验九测定电源的电动势和内阻 记一记 一 实验目的1 会用电流表和电压表测定电池的电动势和内电阻 2 进一步加深对闭合电路欧姆定律的理解 3 进一步熟练掌握电压表和电流表的使用方法 三 实验器材电池 被测电源 电压表 电流表 滑动变阻器 开关 导线 坐标纸 四 实验步骤及数据处理1 连接电路电流表用0 6a量程 电压表用3v量程 按图甲连接好电路 2 测量与记录 1 把变阻器的滑片移动到使阻值最大的一端 2 闭合开关 调节变阻器 使电流表有明显示数并记录一组数据 i1 u1 用同样方法测量几组i u值 五 注意事项1 为了使电池的路端电压变化明显 电池的内阻应选大些 选用已使用过一段时间的干电池 2 在实验中不要将i调得过大 每次读完u和i的数据后应立即断开电源 以免干电池在大电流放电时极化现象严重 使得e和r明显变化 3 测出不少于6组i u数据 且变化范围要大些 用方程组求解时 类似于逐差法 要将测出的i u数据中 第1和第4组为一组 第2和第5组为一组 第3和第6组为一组 分别解出e r值再求平均值 六 误差分析由于实验电路及电压表 电流表内阻的影响 本实验结果e测 e真 r测 r真 1 读完电表示数没有立即断电 造成e r变化 2 测量电路存在系统误差 i真 i测 iv 未考虑电压表的分流 或电路中u真 u测 ua未考虑ua 3 用图像法求e r时 作图不准确造成偶然误差 由以上分析可得出结论 接入电表 由于未考虑其内阻的影响 使测得的电动势和内阻都比真实值要小 但由于一般rv r 所以测量误差较小 思一思 1 应选取什么样的干电池进行测量 提示 为了使电池的路端电压变化明显 即选取一支旧电池 内电阻大 为好 2 为什么每做完一次实验后立即断开电源 提示 避免干电池在大电流放电时极化现象严重 3 怎样使坐标的分布更合理 提示 在画u i图线时 要使尽可能多的点落在这条直线上 不在直线上的点应对称分布在直线两侧 不要顾及个别离开直线较远的点 以减小偶然误差 4 还有哪些测量电动势和内电阻的方法 提示 1 用一只电流表和电阻箱测量 电路如图甲所示 测量原理为 e i1 r1 r e i2 r2 r 由此可求出e和r 此种方法测得的电动势无偏差 而内阻偏大 考向一对实验原理和实验操作的考查典例1 2015 浙江名校联考 某同学要测定一电源的电动势e和内电阻r 实验器材有 一只dis电流传感器 可视为理想电流表 测得的电流用i表示 一只电阻箱 阻值用r表示 一只开关和导线若干 该同学设计了如图甲所示的电路进行实验和采集数据 考向二实验数据处理典例2 2014 新课标全国 利用如图甲所示电路 可以测量电源的电动势和内阻 所用的实验器材有 3 在图丙的坐标纸上将所缺数据点补充完整并作图 根据图线求得斜率k a 1 1 截距b a 1 4 根据图线求得电源电动势e v 内阻r 尝试解题 3 用直尺作图 使尽量多的点在线上 作图可知k 1 0 b 6 0 考向三创新实验设计典例3在 测量电源的电动势和内电阻 的实验中 因找不到合适的电流表 某同学设计了如图所示的测量电路 图中器材规格如下 电源e 电动势约为3v 内阻未知 电压表v1 量程0 3v 内阻约3k 电压表v2 量程0 3v 内阻很大 滑动变阻器r 0 20 定值电阻r0 2 1 请根据电路图在图中完成实物连线 2 下表是该同学的实验数据表格 请根据表中数据在下面的坐标纸中作出u1 u2图线 解题引路 1 电压表v1 v2的示数各是什么意义 2 用v1 v2的示数u1 u2写出闭合电路欧姆定律的表达式 解析 1 实物连线如图所示 二 本实验还可以从以下方面进行改进创新 一 实验目的创新如果要测水果电池或果汁电池的电动势和内阻 应如何操作 提示 操作方法与本实验相似 要注意水果电池的内阻相对较大 设计电路时要注意电流表的接法 二 实验原理的创新 1 本实验还可以用电流表和电阻箱组合来测定 说出实验原理及方法 2 本实验还可以用两个电压表测电源的电动势 说出实验原理及方法 名校模题 2015 宁波高三月考 用如图所示的电路测量电池电动势和内电阻时 若有两只电压表v1 v2量程相同 内阻分别为rv1 rv2 且rv1 rv2 两只电流表a1 a2量程相同 内阻分别为ra1 ra2 且ra1 ra2 在实验中 为了使e r的测量值精确些 选择的电表可以是 v1与a1 v1与a2 v2与a1 v2与a2a b c d 解析 本实验原理图造成的实验误差主要来源于电压表的分流 电压表内阻越大 分流越小 误差越小 故应选电压表v1 电流表的内阻对实验结果没有影响 故a1 a2都可用 选项 正确 答案 a 2 2015 张家界高三模考 某学生用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻时 所用滑动变阻器的阻值范围为0 20 连接电路的实物图如下图所示 该学生接线中错误的和不规范的做法是 a 滑动变阻器不起变阻作用b 电流表接线有错c 电压表量程选用不当d 电压表接线不妥 解析 由图中接线可知 滑动变阻器连成定值电阻起不到变阻作用 电流表正负接线柱连错 电压表始终有读数 电压表量程为3v符合实验要求 电压表接线应接到开关外侧 故a b d三项不规范 答案 abd 3 2015 洛阳高三质检 用电流表和电压表测干电池的电动势和内阻 提供的器材如图所示 1 用笔画线代替导线把图甲所示的实物连接成测量电路 两节干电池串联作为电源 图中有部分线路已经连接好 2 图乙中的6个点表示实验中测得的6组电流i 电压u的值 按照这些实验值作出u i图线 由此图线求得的电源电动势e v 内阻r 结果保留小数点后两位数字 答案 1 测量电路如图所示 2 根据图甲 用笔画线代替导线将图乙连接成完整电路 3 某次实验的数据如下表所示 4 该小组在前面实验的基础上 为探究图甲电路中各元器件的实际阻值对测量结果的影响 用一已知电动势和内阻的标准电池组 通过上述方法多次测量后发现 电动势的测量值与已知值几乎相同 但内阻的测量值总是偏大 若测量过程无误 则内阻测量值总是偏大的原因是 填选项前的字母 a 电压表内阻的影响b 滑动变阻器的最大阻值偏小c r1的实际阻值比计算值偏小d r0的实际阻值比标称值偏大 解析 1 改装完成后 当电流表满偏时 电流计中的电流为0 1ma 流经r1的电流i1 199 9ma 由于电流计和电阻并联 电压相同 故igrg i1r1 带入数据求得r1 1 0 2 实物电路如图所示 4 实验中 电压表为标准电压表 由于电动势的测量值与已知值几乎相同 说明电压表和滑动变阻器对实验没有影响 电压表的变化量和电流表的变化量比值的绝对值为电源内阻r和定值电阻r0之和 当r1的实际阻值比计算值偏小时 电流表的读数比实际值偏小 则测得内阻将偏大 c正确 当r0的实际阻值比标称值偏大时 算得的电源内阻也偏大 d正确 答案 1 1 0 2 图见解析 3 1 66充分利用已测得的数据 4 cd 6 2014 北京理综 利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻 要求尽量减少实验误差 1 应该选择的实验电路是图1中的 选填 甲 或 乙 2 现有电流表 0 0 6a 开关和导线若干 以及以下器材 a 电压表 0 15v b 电压表 0 3v c 滑动变阻器 0 50 d 滑动变阻器 0 500 实验中电压表应选用 滑动变阻器应选用 选填相应器材前的字母 3 某同学记录的6组数据如下表所示 其中5组数据的对应点已经标在图2的坐标纸上 请标出余下一组数据的对应点 并画出u i图线 4 根据 3 中所画图线可得出干电池的电动势e v 内电阻r 5 实验中 随着滑动变阻器滑片的移动 电压表的示数